JPS6390355A - 溶融金属の給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、溶融金属を貯留した保温炉の溶湯を保温炉内
の加圧及び、保温炉に連通された輸送管外部に設置され
た電磁ポンプを併用することにより給湯する溶融金属の
給湯装置に関するものである。

［従来技術及びその問題点］ 従来、金属溶湯を金型あるいはダイカストマシンのプラ
ンジャスリーブに給湯する装置として各種のものが知ら
れている。

これらの内、第２図に示す給湯装置は、金属溶湯２を貯
留する保温炉ｌの上部に汲み出し口３０を設けるととも
に、発熱体１４を配置し、自動機械化されたラドル（ヒ
シャク）３１を用いて汲み出し口３０から金属溶湯２を
汲み上げて、例えば、ダイカストマシンのプランジャス
リー１７に給湯する装置である。この主の給湯装置は、
Ｍｇ等のように化学的に不安定な金属溶湯な除いた一般
的な金属溶湯に適用される。

しかし、上記ラドルを用いた給湯装置では、保温炉１内
の金属溶湯２表面を常に攪拌し、該表面に浮遊する酸化
物等の雑多な異物が溶湯とともに供給される問題点があ
った。

又、第３図に示す給湯装置は、金属溶湯２を貯留する密
閉された保温炉１内に、給湯管３を設けろとともに、該
保温炉１内の上部に発熱体１４をを配宣し、かつ金属溶
湯２を供給するための自動計量装置３５を備え、更に給
湯管３の溶湯流出口３３に金属溶湯２を検知する電極３
２を配置し、た装置である。そして、給湯管３から流出
したｉ７１湯は、樋３４を用いてダイカストマシンのプ
ランジャスリーブ７に給湯される。

しかし、上記自動計量装置３５を用いた給湯装置では、
保温炉１下部の清浄な溶湯を供給し、温度的にも優れて
いるが、給湯管３の出口で一旦外部に解放し、樋３４へ
流しているために、該４ｉｉ！！　３４への流出時ある
いはプランジャスリーブ７への流入時において、酸化物
が生成したり、ガス成分の巻込み、吸収が増加したりす
る問題点があった。

又、第４図に示す給湯装置は、金属溶湯２を貯留する密
閉された保温炉１内の上部に発熱体１４を配置し、かつ
下部側より溶湯を外部に供給するための給湯管３を設け
、この給湯管３の外側に電磁ポンプ２５を装備した装置
である。電磁ポンプ８により給湯管３内を流れた溶湯は
、ダイカストマシンのプランジャスリーブ７に下部側か
ら給湯される。この種の給湯装置は、Ｍｇ等のように化
学的に不安定な金属溶湯の給湯に適用され、プランジャ
スリーブ７等の場合において、下部側より静かに給湯で
きるため、外気との接触面が限定され、かつ乱流を生ぜ
ず、酸化物の生成、ガス成分の巻込み、吸収等の点にお
いて適切なものである。

しかし、上記電磁ポンプ８を用いた給湯装置は、構造上
において給湯管３の横引き部分が長くなり、かつ電磁ボ
ン１８部分には常に溶湯を供給しておかなければならな
い等の理由で、給湯管３内での凝固の危険性が高く、ま
た保温炉ｌと給湯管３との接続部分、給湯管３どうしで
の接続部分において破損の危険性が高くなる問題点等を
生じるおそれがあった。なお、電磁ボン１８部分に常に
溶；肩を供給することを避けることは給湯しないときに
傾斜させることにより実現できるが、保温炉ｌと鋳造機
（ダイカストマシン）とのシステム構成を考えたときに
は実用的ではない。また、上記問題等が生じた時におけ
る保全性が悪く、かつその費用も多額になる恐れがある
。

更に、第５図に示す給湯装置は、金属溶湯２を貯留する
密閉された保温炉１内に給湯管３を設けるとともに、該
保温炉ｌ内の金属溶湯２を供給するための自動計量装置
３５を備え、かつ給湯管３内の溶湯の通過を検知する電
磁センサ９を配置した装置である。そして、自動計量装
置３５により加圧制御され給湯管３内を上昇した溶湯は
、ダイカストマシンのプランジャスリーブ７に下部側か
ら給湯される。この装置による給湯が異物が混入しない
清浄で、かつ温度的にも十分管理された金属溶湯を途中
で酸化物の生成、ガス成分の巻込み、吸収等を少なくし
て給湯でき、保全上も適切なものである。

しかし、上記の電磁センサを用いて保温炉内の加圧を制
御する方式は、電磁センサの溶湯の通過の検知精度が設
定された位置±１０ｍｍが現在の技術水準であるといわ
れている。したがって、この電磁センサ検知精度が一般
的に給湯精度として要求される±２％の値の確保に難点
を生じさせることとなる。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、異物が混
入しない清浄で、かつ温度的に十分管理された金属溶湯
を、途中でガス成分の巻込み、吸収をできるだけ少なく
し、量的に精度よく給湯でき、高品質の鋳物の生産が可
能になる溶融金属の給湯装置を提供することを目的とす
る。

［問題点を解決するため手段］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係る溶融金属の給湯装置の
構造を示す図である。同図において、給湯装置の保温炉
ｌは、耐火性、断熱性を有する材質からなり、内部に溶
融金属２を貯留するための槽として、はぼ箱型に形成さ
れている。この保温炉１の一側部には、溶湯受入口１日
が形成され、この溶湯受入口１６を覆い密閉にする蓋１
５が設けられている。上記保温炉ｌ内の上部には、棒状
炭化珪素あるいはニクロム線を配した抵抗式の発熱体１
４が設けられ、この発熱体１４は、サイリスタ式等の電
力調整器１３を介して電源に接続されている。また、上
記保温炉ｌにはその溶湯受人口１６例の横側壁を斜めに
貫通して検出端が、該保温炉ｌの溶融金属２内に配置さ
れた溶湯温度測温体１１が設けられている。そして、上
記溶湯温度測温体は温度調節計１２を介して、上記サイ
リスタ式等の電力調整器１３に接続されている。すなわ
ち、上記溶湯温度測温体１１は溶融金属２の温度を検出
し、温度調節計１２で設定された温度とを比較して、そ
の比較温度に基づきサイリスタ式等の電力調整器１３で
発熱体１４への熱量を制御（例えばオン・オフ制御）す
ることにより温度制御を行う。上記保温炉ｌの上部には
気体を導入して、この保温炉ｌ内を加圧する加圧口２４
と、気体を排出して圧力を逃す排気口２５とが設けられ
ている。上記加圧口２４は外部において配管され、途中
に加圧弁１８を介装して加圧［１７に接続されている。

この加圧源１日は、例えばコンプレッサにより圧縮され
た空気あるいは不活性カスボンベ等の圧力気体を供給で
きろ装置等である。

上記加圧弁１８は後述する加圧制御装置２６の所定の制
御信号に基づいて開閉する、電磁弁等である。また、上
記排気口２５は外部において配管により排気弁１９に接
続され、大気に間口されるようになっている。上記排気
弁１９は、加圧制御装置２６の所定の制御信号に基づい
て、開閉する、電磁弁等である。

上記保温炉ｌの上部にはその内圧を測定するための炉圧
測定口２２及び２３が設けられている。

この内、炉圧測定口２３は、外部において配管で圧力指
示計２０に接続され常時、炉内の圧力を指示している。

また、炉圧測定口２２は外部において配管で圧力警報計
２１に接続されている。この圧力警報計２１は、後述す
る加圧制御装置２６により保温炉ｌ内が加圧されてから
一定時間内に設定された圧力に達しない場合、或いは逆
に別に設定された圧力以上に保温炉１内がなった場合に
異常発生と判断し加圧を停止し、排気弁１９を開放し給
湯を中正するためのものである。

ざらに、上記保温炉１には、耐熱性の材質からなる給湯
管３が設けられている。この給湯管３は、その一端部が
溶湯流人口４として、該保温炉ｌの底部側において間口
され、他端部は保温炉１上部より貫通して外部において
輸送管５と接続されている。この輸送管５の外側には電
磁ポンプ８が設けられている。

この電磁ポンプ８はフレミングの法則に従い、電流と磁
界とを溶融金属に作用させることによって駆動力を得る
ことができるポンプである。即ち、コイルに３相交流を
供給して溶融金属に移動磁界を発生させ、このとき溶融
金属に発生した誘導電流とその移動磁界によって、溶融
金属を連続的に駆動するものであり、印加電圧を電圧調
整器で変えることによって流量を変えることができ、電
流の相を入換えることにより駆動方向を逆にすることも
できる。

上記輸送管５の給湯管３と接続された部分の他端部は、
スリーブ連結管６に接続されている。前記スリーブ連結
管６の輸送管５側外部には、溶湯の到達を検知する電磁
センサ９が設けられている。この電磁センサ９はスリー
ブ連結管６の外部に設けられた電磁センサ本体９ａと、
増幅パルス発信器９ｂとから構成されており、この増幅
パルス発信器９ｂが上記加圧制御Ｈ置２６に溶湯の到達
信号を伝達する。上記電磁センサ９は、電磁流量計の原
理を応用したものである。即ち、磁界中に置かれた管内
を導電性液体が流れると、流れと磁界の方向に垂直な位
置の管壁に対向して設けられている１対の電極間に、フ
ァラデーの法則により液体中に生じた電位勾配に基づく
起電力が発生する。この起電力を検知することにより溶
湯の到達を検知できるものである。

上記スリーブ連結管６は、被供給側であるダイカストマ
シンのプランジヤスリーブ７下部側に連通される。

また、上記加圧弁１８、排気弁１９、圧力警報計２１、
電磁センサ９は後に説明する所定の制御が行われるよう
加圧制御装置２６に接続されている。同様、電磁ポンプ
８は中央制御装置２７に接続され、加圧制御装置２６か
ら中央制御装置への信号に基づいて運転、停止が行われ
る。

次に、上記構成の給湯装置の動作について説明する。ま
ず給湯に必要な量の金属溶湯２が溶湯受入口１６から入
れられ、蓋１５を閉めて保温炉１を密閉する。ついで、
温度調節計１２を保温に必要な温度にセットしてから、
サイリスタ式等の電力調整器１３により発熱体１４に電
力が供給され、溶湯温度が管理される。被供給側である
ダイカストマシン等の鋳造機から給湯要求信号が中央制
御装置２７を介して加圧制御装置２６に到達すると、加
圧弁１８が間き、同時に排気弁１９が関しる。これによ
り、圧力Ｒ１７から気体が導入され保温炉ｌ内の圧力が
上昇し、圧力指示計２０及び圧力警報計２１にその時の
圧力が伝達される。そこで、金属溶湯２は保温炉１から
給湯管３を上昇し、輸送管５を経てスリーブ連結管６の
外部に電磁センサ本体９ａの取付けられた電磁センサ検
クロ位置ｌＯに到達し、電磁センサ本体９ａにより溶湯
の到達がパルスとして増幅パルス発信器９ｂから加圧制
御装置２６に伝達される。この瞬間に加圧弁１８が閉じ
られ、電磁ポンプ８へ中央制ｉｌｌ装責２７を介して運
転信号が出される。

ここまでの間の加圧制御装置２６内臓のタイマの所定の
時間経過時における圧力が加圧警報計２１に設定された
圧力に到達しない場合、異常発生として加圧弁１８が閉
じられ、排気弁１９が開かれる。と同様に、加圧警報計
２１に設定された圧力以上に保温炉ｌ内の圧力が達した
場合も異常発生として加圧弁１Ｂが閉しられ、排気弁１
９が開かれる。

電磁ポンプ８が運転されると、溶湯は更にスリーブ連結
管６内を上昇しダイカストマシンのショットスリーブ７
に到達する。電磁ポンプ８は、中央制御装置２７により
設定された電圧で必要な給湯量をショットスリーブ７に
供給する時間が経過するまで、運転される。所定の時間
に到達すると中央制ａｌｌ装置２７は電磁ポンプ８に停
止信号を出し、電磁ポンプ８は停止する。

これにより、スリーブ連結口６からは、正確に計量され
た量の金属溶湯がダイカストマシンのプランジャスリー
７７に供給される。このとき、プランジャスリーブ７に
は、下部側から供給されろため、酸化物の生成、ガス成
分の巻込み、吸収等少なくなる。

そして、ダイカストマシンの射出プランジャ等がプラン
ジャスリーブ７とスリーブ連結管６との連結口を通過し
たと同時に、排気弁１９が開いて保温炉ｌ内の圧力が炉
外に開放され、また電磁ポンプ８も約１秒間逆転し、ス
リーブ連結口６、輸送管６、給湯管３内の金属溶湯が保
温炉内に戻り終了する。

また、スリーブ連結管６における溶湯の検知は磁気セン
サ９で行われるため、該スリーブ連結管６内に生成され
る金属薄膜に影響されることがなく、溶湯到達の確認の
誤認の確率が少なくなる。

なお、上記実施例において、電磁センサ９は溶融金属２
の到達を検知できるものであればよい。

また、給湯管３は溶湯レベルより十分に低い保温炉ｌの
底部側中層に溶湯流人口４が配置され、溶湯レベルより
高い位置の保温炉ｌの外部で輸送管５に接続されていれ
ばよい。

そして、輸送管５はほぼ水平に配置され、電磁ポンプ８
の取付は及び保全に必要な長さを有していればよい。

更に、溶融金属２の被供給側は、下部側から供給される
のが好ましく、プランジャスリー１７以外にも適用され
る。

なお、保温炉ｌは溶融金属２の温度が管理された密閉炉
であればよく、その形状、構造等も実施例のものに限定
されない。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によって密閉された保持炉
において、異物が混入しない清浄で、かつ温度的にも十
分管理された金属溶湯を、途中で酸化物の生成、ガス成
分の巻込み、吸収等を少なくして量的精度よく給湯でき
、高品質の鋳物の生産が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る溶融金属の給湯装置の
構造を示す図、 第２図はラドルを用いた従来例の給１装置の構造を示す
図、 第３図は加圧式の自動計量装置を用いた従来例の、ダイ
カストマシンのショットスリーブの上部から給湯する給
湯装置の構造を示す図、第４図は電磁ポンプを用いた従
来例の給湯装置の構造を示す図、 第５図は電磁センサを用いて加圧式の自動計量装置を用
いた従来例の、ダイカストマシンのショットスリーブの
下部から給湯する給湯装置の構造を示す図である。 １・・・保温炉、 ２・・・金属溶湯、 ３・・・給湯管、 ４・・・溶湯流入口、 ５・・・輸送管、 ６・・・スリーブ連結管、 ７・・・ダイカストマシンショットスリーブ８・・・電
磁ポンプ、 ９・・・電磁センサ、 ９ａ・・・電磁センサ本体、 ９ｂ・・・増幅パルス発信器、 １０・・・電磁センサ検知位置、 １１・・・溶湯温度測温体、 １２・・・温度調節計、 １３・・、・サイリスタ式等の電力調整器、１４・・・
発熱体、 １５・・・蓋、 １６・・・溶湯受入口、 １７・・・加圧源、 １８・・・加圧弁、 １９・・争排気弁、 ２０・・・圧力指示計、 ２１・・・圧力警報計、 ２２．２３・・・炉圧測定口、 ２４・・・加圧口、 ２５・・・排気口、 ２６・・・加圧制＃装置、 ２７・・・中央制御装置、 ３０・・・溶湯汲み出し口、 ３１・Φ・ラドル、 ３２・・・電極、 ３３・・・溶湯流出口、 ３４・１１拳樋、 ３５・・・自動計量装置。 尚、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属溶湯を貯留する密閉した保温炉と、この保温炉内に
   設けられた発熱体と、前記金属溶湯の温度を測温体で検
   知し、この検知信号により温度調節計で、前記発熱体の
   発熱量を制御する電力調整器と、前記保温炉の溶湯内に
   溶湯流入口を有し、炉外で輸送管と接続する溶湯を供給
   するための給湯管と、前記給湯管と接続し外側に電磁ポ
   ンプを装備し、スリーブ連結管と接続した輸送管を有し
   、前記輸送管と接続し、ダイカストマシンプランジャス
   リーブと接続したスリーブ連結管を有し、前記スリーブ
   連結管への溶湯の到達を外部より検知する電磁センサと
   、保温炉内を加圧するための加圧口に配管を経由して圧
   縮空気あるいは不活性ガスボンベ等の加圧源からの気体
   の供給を制御するための加圧弁を有し、保温炉内の圧力
   を外部に排出するための排気口に設けられた排気弁を有
   し、保温炉内の圧力を指示するための圧力計を有し、保
   温炉内の圧力に異常が生じた場合に警報を発し、保温炉
   内への加圧を停止するための圧力警報計を有し、前記加
   圧弁、排気弁、電磁センサ、圧力警報計のそれぞれをコ
   ントロールするための加圧制御装置を有し、加圧制御装
   置からの信号に基づいて、前記の電磁ポンプを運転、停
   止しダイカストマシンプランジャスリーブへの金属溶湯
   の供給を制御するための中央制御装置とを有したことを
   特長とする溶融金属の給湯装置。